巨大な「風追跡装置」：世界最大の風力タービンの大きさはどれくらいでしょうか？ 6機の旅客機が端から端まで連結！

風力タービンが大きいほど、発電能力が高まり、全体的な費用対効果が高まります。しかし、風力タービンが大きくなるほど、製造と設置が難しくなります。

数十年前は、風力タービンのサイズはゆっくりと変化していましたが、今ではそうではありません。いくつかの風力タービンは今年上半期に世界最大の記録を更新したが、下半期にはその記録を失った。

それが今の変化のペースです。

活況を呈している風力タービンの製造技術を皆様に知っていただくために、この記事では小型から大型まで風力タービンの中でも代表的な4社を紹介します。

15MWから

風力産業において、Vestas はデンマークの風力タービンの設計および製造会社です。

2021年には、最大出力15メガワットを誇る当時世界最強の風力タービン「V236」を発売した。

V236の羽根一枚の直径は115.5メートル、インペラの直径は236メートルにも達し、これが名前の由来にもなっています。

写真は長さ49メートルのブレードです。これを使って、長さ 115.5 メートルの Vestas V236 ブレード 1 枚を想像することができます。画像はWikipediaより。

インペラの掃引面積は43,742平方メートルにも及び、これは標準的なサッカー場6.1個分の面積に相当します。

V236の掃引面積はサッカー場6.1個分に相当します（著作権画像は図書館のもの、転載は著作権紛争の原因となる可能性があります）

2023年8月、デンマーク国立風力エネルギー試験センターに設置されたヴェスタス15MW V236プロトタイプは、1日で驚異的な363MWh（363,000キロワット時）の電力を生成し、当時の世界記録を樹立しました。

ブレークスルー16MW

2022年11月、三峡集団とゴールドウィンドテクノロジーが共同開発し、完全に独立した知的財産権を持つGWH252洋上風力タービンが生産ラインから無事に出荷されました。

GWH252 の出力は 16 MW で、V236 より 1 MW 大きいです。当時、世界最大のローター径、最大単体出力、そしてメガワット当たり最軽量の風力タービンでした。

GWH252ブレード1枚の直径は123メートル、インペラの直径は252メートルで、これはC919旅客機6機を端から端までつなげた長さに相当します。

写真はC919旅客機です。 GWH252インペラの直径は252メートルで、これはC919旅客機6機を端から端までつなげた長さに相当します。写真はWikipediaより。

GWH252の風掃引面積は50,000平方メートルで、サッカー場7個分に相当します。 16メガワットの電力は、フルパワーモードの場合、1時間に16,000キロワット時の電力を生成できることを意味します。

平均的な家庭では、年間約 2,400 kWh の電力を消費します。これは、16メガワットの風力タービンがフル稼働している場合、1時間の発電量が平均的な家庭の6年以上の電力消費量に相当することを意味します。

2023年6月28日、GWH252洋上風力タービンが福建省の風力発電所で正常に吊り上げられた後、超大型台風「ドゥスルイ」の極限のテストに遭遇した。 「ドゥスルイ」中心部の最大風速は風速17レベルに相当した。

2023年9月1日、GWH252号機が24時間連続フル稼働し、単体発電量が384,100kWhに達し、単体風力発電の1日当たりの世界新記録を樹立した。

18MWまで早送り

世界最大の風力タービンの記録は、しばらくの間、GWH252 のみが保持していました。その後、2022年末に中国から新たな記録が出ました。

風力タービン（ギャラリーからの著作権保護された画像、転載は著作権紛争につながる可能性があります）

中国海洋設備集団有限公司は、山東省東営経済開発区の洋上風力発電産業パークで「H260」洋上風力タービンユニットの開発に成功したと発表した。

H260は出力18MW、単一ブレードの長さ128メートル、インペラ直径260メートルを誇り、2022年末から2023年初頭までに世界最大の単一機械出力およびインペラ直径を持つものとなる。

H260超大型洋上風力タービンのローター受風面積は約53,000平方メートルで、標準的なサッカー場7.4個分の面積に相当します。

最大風速では、1回転あたり44.8kWhの電力を生成できます。 1 台で年間 7,400 万 kWh 以上のクリーン電力を出力でき、3 人世帯 4 万世帯の年間電力消費量を満たすことができます。

280mインペラ直径

中国船舶重工集団が世界最大の風力タービンの開発に成功したと発表したわずか数日後の2023年1月10日、明洋スマートエネルギーは世界最大の18メガワット洋上風力タービンMySE18.X-28X（以下MySE18）を正式にリリースしました。

MySE18はパワー的には中国海荘のH260と同じなのに、なぜ世界最大と発表されたのでしょうか？

その理由は、このMySE18の一枚の羽根の長さが140メートルを超え、羽根車の直径が280メートルにもなるからです。最大風掃引面積は66,052平方メートルで、サッカー場9面分に相当します。

しかし、H260 は開発に成功し、生産ラインから出荷されている一方、MySE18 はまだ設計段階にあることに誰もが注意する必要があります。

まとめると、現在設置され使用されている世界最大の風力タービンはどれでしょうか?

その答えは、中国三峡集団とゴールドウィンド科学技術が共同開発したGWH252に他ならない。

開発に成功し、生産ラインから出荷され、試験中の世界最大の風力タービンはどれでしょうか?

答えは中国造船のH260しかない。

明陽スマートエネルギーのMySE18はまだ開発段階にあります。将来的には、世界最大の風力タービンになるかもしれません。将来的にオフラインになる前に、より出力とサイズが大きい他の風力タービンが先にオフラインになる可能性もあるからです。

将来的にはもっと大きくなりますか？

超大型風力タービンは一般的に海岸近くに設置され、洋上風力発電に属します。

陸上風力発電と比較すると、洋上風力発電は風力資源が豊富で、発電時間が長く、土地を占有せず、水資源を消費せず、大規模開発に適しており、周囲の環境への影響が少ないなど、多くの利点があります。

洋上風は風が強く、比較的安定しているため、通常、陸上風力発電に比べて発電効率が20%～40%ほど高くなります。これが超大型風力タービンの積極的な開発を支える大きな理由です。

国際エネルギー機関は2019年に「2019年洋上風力発電展望」報告書を発表し、技術の進歩により2030年には15～20メガワット程度の出力を持つ大型の風力タービンが登場する可能性があると言及した。

写真は国際エネルギー機関が発表した「2019年洋上風力発電展望」レポートより。

しかし、報告書が発表されてから2年後の2021年に、ヴェスタスの15MW風力タービンが登場した。

2022年と2023年には16MWと18MWの風力タービンも登場する。

つまり、超高出力風力タービンは、国際エネルギー機関の予測よりもはるかに早く登場したのだ。

したがって、18MW の風力タービンが終わりではなく、20MW の風力タービンも終わりではなく、近い将来に 20MW の風力タービンが登場する可能性があると信じる理由があります。

著者：科学技術省の「国家優秀科学普及作品賞」受賞者であり、人気科学ライターのハンム・ディアオメン氏

査読者: 李瑞霞、シノペックニュースター（北京）新エネルギー研究所副所長兼研究員、国立地熱センター

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版有限公司、中国科学技術出版（北京）デジタルメディア有限公司